特集学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 13 第 7 回次世代の太陽電池システムシンポジウムに参加して高峰 Hou KOU 物質化学専攻修士課程 2年コニア製ポットに充填した．ポット内を N2 ガスで 1．はじめに置換し，遊星ボールミルを用いて粉砕・混合を行私は，2010 年 7 月 8 日・7 月 9 日の 2 日間，北九い，CZTSe 粉末を合成した．しかし，メカノケミ州市の北九州国際会議場で開催された第 7 回次世代カルプロセス（MCP）だけでは CZTSe は合成できの太陽電池システムシンポジウムに参加した．そしなかった．それで，MCP で得られた粉末を N2 雰囲て，「Cu 空孔を含む Cu2（1−X）ZnSnSe4 系太陽電池材料気中 550℃ で 5 h 焼成して CZTSe を得た．CZTSe の合成と評価」という題目でポスター発表を行っの結晶構造は X 線回折（XRD）データを用いたリた．ートベルト法で解析した．さらに，スクリーン印刷／焼結法で薄膜の作製を行った．得られた CZTSe 2．研究概要 2. 1 膜は走査電子顕微鏡（SEM）で観察し，可視・近序論赤外吸収スペクトルを測定して，禁制帯幅を決定し化合物薄膜太陽電池の光吸収層として CuInSe2 やた． Cu（In, Ga）Se2 固溶体が用いられている．しかし，希少金属である In の需要の増加に伴い，In を含む 2. 3 結果 !! 材料の高コスト化が問題となっている．そこで Cu- 図 1 に Cu2−2XZnSnSe4（0 X 0.0875）粉末の XRD InSe2 中の 2 個の In（Ⅲ）を Zn （Ⅱ）と Sn（Ⅳ）で置図形を示す．Cu の不足量（X）の増加，つまり Cu/ き換えた Cu2ZnSnSe4 や Cu2ZnSnS4 が注目を集めて（Zn＋Sn）比の減少とともに回折ピークは高角側にいる．本研究では，まず Cu2ZnSnSe4 の合成プロセシフトする．これは，Cu/（Zn＋Sn）比の減少ととスを明らかにした．次に，CuInSe2 の場合と同様にもに Cu2−2XZnSnSe4 の格子定数が小さくなるためで Cu の不足組成側に固溶領域が存在していると考えられるので，Cu2−2XZnSnSe4 の単一相が得られる領域を決定し，次に X 線回折データを用いたリートベルト法で Cu2−2XZnSnSe4 の結晶構造の解析を行った．最後に，スクリーン印刷／焼結法を用いて膜の作製し，可視・近赤外吸収スペクトルから禁制帯幅を決定した． 2. 2 実験方法 Cu2−2XZnSnSe4（CZTSe）は元素粉末 Cu, Zn, Sn, Se を所定量秤量し，ジルコニア製の球石とともにジル ― S-71 ― 図1 Cu2−2XZnSnSe4 の XRD 図形 !! 法で求めた Cu2−2XZnSnSe4（0 X 0.0875）の結晶構造は Cu/（Zn＋Sn）比の減少とともに，格子定数 a, c は小さくなり，c/a も小さくなる．さらに，スクリーン印刷／焼結法で CZTSe 膜の作製を行った．直接遷移半導体を仮定して，hν に対し（ α hν ）2 をプロットすることで CZTSe の禁制帯幅を求めたところ，1.05 eV が得られた．この値は文献値 1.02 eV とほぼ一致している． 3．発表について図2 Cu2ZnSnSe4 膜の透過率今回，学会に参加することが初めてだったの全てが新鮮でした．初めての学会でポスター発表の質問 !! ある．この図から，0 X 0.0875 の範囲でほぼ単に正確に答えることができるのか不安ではあったの一相の Cu2−2XZnSnSe4 が得られる事がわかる． CIS ですが，いざ始まるとたくさんの方々が質問にこらの場合に Cu の不足量（X）の増加とともに回折ピれたので，不安であったことも忘れて一生懸命質問ークが高角度側にシフトし，格子定数が小さくなに答えた．ポスター発表でたくさんの方々が質問にる．リートベルト法で求めた Cu2−2XZnSnSe4 （0 X 来られて，こんなにも私が今行っている研究は注目 ! !0.0875）の結晶構造は Cu/（Zn＋Sn）比の減少ととされているということを知り，より今の研究に対すもに，格子定数 a, c は小さくなり，c/a も小さくなる意欲が湧いてきました．しかし，私はまだまだ勉る．u パラメーターは Cu/（Zn＋Sn）比の減少とと強に研究に励んでいかなければならないと実感させもに，Ux（Se），Uy（Se）が小さくなり，Uz（Se）はられた．この学会で経験したことを生かして，今後大きくなる．の研究に努力していきたいと思う．図 2 に CZTSe 膜の可視・近赤外吸収スペクトルを示す．この図から，CZTSe 膜は 1100 nm 近傍に 4．おわりに吸収端を持つことがわかる．挿入図のように直接遷私の所属する和田研究室では，学会へ参加する機移半導体を仮定して，hν に対し（ α hν ）をプロッ会を多くいただけます．今回のような学会への参加トすることで CZTSe の禁制帯幅を求めたところ，は，私にとって非常に良い経験になった．このよう 1.05 eV が得られた．この値は文献値 1.02 eV とほに学生時代に次々と新しいことを経験させていただぼ一致している．けることは，今後の自分にとって大きなプラスとな 2 ると思う．最後になりましたが，このような貴重な 2. 4 結論 ZnSnSe （0!X !0.0875）固溶体 MCP 法で Cu2−2X 4 機会を与えてくださった和田隆博教授や研究室の皆様方に深く感謝したいと思う．を合成することに成功した．そして，リートベルト ― S-72 ―